基于DSP的高速公路车道偏离报警系统研究

摘要

随着中国汽车工业的快速发展，汽车保有量迅速增加，由此带来的交通事故，特别是恶性交通事故发生率居高不下，交通安全问题日益突出。汽车安全技术研究非常热门，它是车辆工程领域的研究前沿，体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多学科领域理论和技术的交叉与综合。
　　 本文从研究车辆主动安全技术出发，在车辆的安全预警领域进行了积极有效的探索。对高速公路车道线识别与跟踪算法、相机标定、车道偏离报警算法进行了系统、深入的研究。为我国汽车安全辅助驾驶系统的产品化提供有力的理论和技术支撑。
　　 车道线识别与跟踪是实现车道偏离报警的前提和基础，本文提出一种启发式搜索的车道线识别创新算法，根据梯形匹配模型、车道线灰度变化特征和实际车道宽度约束，确定搜索的起始点，从起始点根据度量代价准则函数搜索车道边界点。采用直线道路模型结合Hough变换来拟合车道边界，通过动态目标搜索区域对车道线进行快速、准确的跟踪。
　　 汽车在行驶时会因路面不平产生剧烈颠簸，改变相机与路面的位置关系，对标定结果产生较大的误差。本文根据车辆行驶颠簸的特点以及道路车道线的固有特征，提出了一种车载相机动态误差补偿算法，对车辆颠簸时产生的标定误差进行动态补偿，有效地提高了相机的动态标定精度。
　　 分析了空间和时间偏离报警算法的各自特点，充分考虑车辆的运动趋势，提出了基于时间和空间信息融合的偏离报警算法，有效地降低了虚警率，能使系统更好地被驾驶员接受。
　　 根据前述研究结果，设计基于BF561的DSP(Digital Singnal Processor)硬件平台、车载相机等组成的单目视觉系统，并进行了数万公里的试验验证，达到产品样机的功能，为我国车道偏离报警系统的广泛应用打下坚实基础。